EP4359336A1 - Verfahren zum anpassen eines gegengewichts einer aufzugsanlage - Google Patents

Verfahren zum anpassen eines gegengewichts einer aufzugsanlage

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EP4359336A1
EP4359336A1 EP22734632.7A EP22734632A EP4359336A1 EP 4359336 A1 EP4359336 A1 EP 4359336A1 EP 22734632 A EP22734632 A EP 22734632A EP 4359336 A1 EP4359336 A1 EP 4359336A1
Authority
EP
European Patent Office
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current
value
car
measurement data
height
Prior art date
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Application number
EP22734632.7A
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English (en)
French (fr)
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EP4359336B1 (de
Inventor
Thomas Eilinger
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Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
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Publication date
Application filed by Inventio AG filed Critical Inventio AG
Publication of EP4359336A1 publication Critical patent/EP4359336A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4359336B1 publication Critical patent/EP4359336B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B19/00—Mining-hoist operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B17/00—Hoistway equipment
    • B66B17/12—Counterpoises
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/0087—Devices facilitating maintenance, repair or inspection tasks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B9/00—Kinds or types of lifts in, or associated with, buildings or other structures

Definitions

  • the present invention relates to a method for adjusting a counterweight of an elevator system. Furthermore, the invention relates to a control device, a computer program and a computer-readable medium for executing such a method. Furthermore, the invention relates to an elevator installation that is equipped with such a control device.
  • An elevator system such as a passenger or goods elevator generally includes a counterweight which is connected to an elevator car via suitable suspension means and serves to reduce the forces required to raise or lower the elevator car.
  • the counterweight and the car should balance each other when the car is loaded with a certain weight.
  • the loaded elevator car can, for example, be weighed down or lightened step by step with counterweights until it is in equilibrium with the counterweight, i. H. stops moving when the car brake is released.
  • the counterweight can then be adjusted according to the added or removed counterweights.
  • Such a step-by-step approach to the correct counterweight can be very time-consuming. In addition, the result can be inaccurate due to different friction conditions when raising and lowering the car.
  • a first aspect of the invention relates to a method for adjusting a counterweight of an elevator installation.
  • the elevator system includes an elevator shaft, a car that can be moved at least between a first position and a second position along the elevator shaft and is coupled to the counterweight via suspension means, and an electric motor for driving the car.
  • the method comprises at least the following steps: Generation of control commands for activating the electric motor, so that the car carries out at least a first, second, third and fourth test drive, with the car moving from the first position to the second position and in the first and third test drive moving from the second position to the first position in each of the second and fourth test runs, the car being loaded with a weight in the third and fourth test runs and not loaded with the weight in the first and second test runs; Receiving current measurement data indicating a current flowing through the electric motor measured by a tension measuring device when the car is being moved, and height measurement data indicating a height of the car relative to the first and/or second position, measured by a height measuring device when the car is being moved show, in several consecutive time steps in each test drive; calculating at least one parameter of a calibration function defining a relationship between the current, the height and the weight using the current measurement data and the height measurement data received in different test drives to obtain at least one calibration value; and calculating an adjustment value by which to adjust the counterweight in order for the counterweight to balance
  • the method can be executed automatically by a processor of the control device of the elevator system, for example.
  • the first and second positions can be positions of the elevator car in the elevator shaft at different heights.
  • the first position can be the highest position of the car and the second position can be the lowest position of the car, or vice versa.
  • only those current measurement data and/or only those height measurement data that were generated and/or received in a period of time in which the speed of the car is recognized as constant can be used, for example. This can be the case, for example, when it is recognized, for example by evaluating the height measurement data, that the elevator car is moving in a specific height range between the first and second position.
  • the electric motor can be controlled, for example, in such a way that the elevator car is moved in each test run according to a predetermined speed curve without stopping either from the first to the second position or from the second to the first position.
  • the course of the speed can, for example, comprise a continuously increasing section, a constant section and a constantly decreasing section.
  • the constant section can, on the one hand, merge directly into the steadily rising section and, on the other hand, directly into the steadily falling section.
  • the current measuring device prefferably generates the current measurement data in a number of consecutive time steps in each test run and send them to the control device. It is also possible for the height measurement device to generate the height measurement data in a number of consecutive time steps in each test drive and to send them to the control device.
  • the current measurement data and the height measurement data can be correlated with one another in terms of time. For example, one and the same time stamp can be assigned to the current measurement data and the height measurement data, which are temporally correlated with one another.
  • the current measuring device can, for example, be a component of a current controller for controlling a current flow through the electric motor.
  • the controller can be configured to switch circuit breakers of a converter that is connected to its output Terminals of the electric motor is connected to ansteuem using the current measurement data.
  • the height measuring device can, for example, comprise a position sensor in the form of an absolute encoder or an incremental encoder. Additionally or alternatively, the altimeter may include a barometer. As an alternative or in addition to such a direct measurement, the height of the car can also be determined from an acceleration of the car, a rotational speed or a rotational angle of the electric motor.
  • a “calibration function” can be understood to mean a mathematical function, for example a linear function or also a polynomial of the second or higher degree.
  • the parameter or parameters of the calibration function can be calculated, for example, by processing the current measurement data and the altitude measurement data in a regression method.
  • the current measurement data and the height measurement data that were generated and/or received in all four test drives can be processed.
  • only those current measurement data and/or only those height measurement data of each test drive can be processed that were generated and/or received in a certain period of time during the respective test drive in which the speed of the car was recognized as constant.
  • current may be a dependent variable of the calibration function
  • altitude and weight may be independent variables of the calibration function
  • Stream can also be understood to mean a stream component, for example a d or q component of the stream.
  • “Calibration value” can be understood as a parameter value assigned to a single parameter of the calibration function.
  • the adjustment value can be obtained, for example, by processing the calibration value or values taking into account (e.g. during a Lemfahrt) measured height difference between the first and second position and / or taking into account a permissible weight for which the car is designed or with which the car may be loaded maximum.
  • the permissible weight can also be referred to as the rated or payload.
  • a weight factor can be taken into account, which indicates a desired ratio of the counterweight to the permissible weight in the balanced state of the elevator system.
  • the adjustment value can be signed. For example, a negative adjustment value can mean that a current mass of the counterweight is to be reduced by the amount of the adjustment value.
  • the adjustment value can be displayed in an additional step via a display device, for example in the form of a display.
  • the display device can be, for example, a component of the control device or a component of an external data processing device that can be coupled to the control device via a wireless or wired data communication connection.
  • an external data processing device can be implemented as a PC, laptop, smartphone or tablet, for example.
  • Measurement inaccuracies due to friction fluctuations can be reduced to a minimum. This can be achieved, for example, by appropriately averaging measurement results from measurements taken during a phase in which the car is traveling at (approximately) constant speed, effectively filtering out measurement noise and measurement deviations due to friction fluctuations as a function of the travel path. It is particularly advantageous that the method can be carried out again after the calibration value or values have been calculated for the first time, without the car having to be loaded again with a suitable weight for this purpose. This significantly reduces the effort involved in regularly checking the counterweight compensation, since weights to weigh down the car no longer need to be transported to the installation site of the elevator system.
  • the method described here and below enables a very precise adjustment of a preload torque to be generated by means of the electric motor.
  • a correctly set pre-tensioning torque can prevent unwanted movements of the car when the car brake is released.
  • a second aspect of the invention relates to a control device with a processor configured to carry out the method according to an embodiment of the first aspect of the invention.
  • the control device can include hardware and/or software modules.
  • the control unit can include a memory and data communication interfaces for data communication with peripheral devices.
  • Features of the method according to an embodiment of the first aspect of the invention can also be features of the control device and vice versa.
  • a third aspect of the invention relates to an elevator system, for example a goods or passenger elevator.
  • the elevator system includes an elevator shaft, an elevator car that can be moved at least between a first position and a second position along the elevator shaft, a counterweight that is coupled to the elevator car via suspension means, an electric motor for driving the elevator car, a current measuring device for measuring a current , which flows through the electric motor, a height measuring device for measuring a height of the car relative to the first and/or second position, and a control device according to an embodiment of the second aspect of the invention.
  • a fourth aspect of the invention relates to a computer program that includes instructions that a processor executes when the computer program is executed by the processor cause to carry out the method according to an embodiment of the first aspect of the invention.
  • a fifth aspect of the invention relates to a computer-readable medium on which the computer program is stored according to an embodiment of the fourth aspect of the invention.
  • the computer-readable medium can be volatile or non-volatile data storage.
  • the computer-readable medium can be a hard drive, USB storage device, RAM, ROM, EPROM, or flash memory.
  • the computer-readable medium can also be a data communication network such as the Internet or a data cloud (cloud) enabling a download of a program code.
  • a height reference value can be calculated by halving a height difference between the first and second position. Additionally or alternatively, a weight reference value can be calculated by multiplying an allowable mass of the weight by a predetermined weight factor. Further, the adjustment value may be calculated using the height reference value, the weight reference value, or a combination of the height reference value and the weight reference value.
  • the height difference can have been measured, for example, in a learning run of the elevator car preceding the method.
  • the difference in height can correspond to an actual length of a distance that the car can cover at most when moving from the first position to the second position or vice versa.
  • the weight factor can indicate a predetermined ratio of the counterweight to the rated load, ie to the permissible mass of the weight, in the balanced state.
  • a first averaging function defining a first relationship between the current and the altitude assuming ideal friction conditions can be determined using the current measurement data and the altitude measurement data received in the first and second test drives. Additionally or alternatively, a second averaging function defining a second relationship between current and altitude assuming ideal friction conditions may be determined using the current measurement data and the altitude measurement data received in the third and fourth test drives.
  • the at least one parameter of the calibration function can be calculated using the first average function and/or the second average function.
  • the term "ideal friction conditions" can be understood to mean identical friction conditions when moving the elevator car in both directions.
  • the first average function and/or the second average function can be a linear function and/or a function obtained by linear regression, for example. In this way, the parameter or parameters of the calibration function can be calculated with little computational effort.
  • an output function that defines a linear relationship between the current and the altitude can be determined for each test drive by processing the current measurement data and the altitude measurement data that were received in different time steps in the respective test drive.
  • At least one parameter of the first average function can be calculated by forming an average from a parameter of the output function for the first test drive and a parameter of the output function for the second test drive.
  • at least one parameter of the second averaging function can be calculated by forming an average from a parameter of the output function for the third test drive and a parameter of the output function for the fourth test drive. In this way, the amount of computation involved in calculating the parameter or parameters of the calibration function can be further reduced.
  • the output function can include at least a first parameter and a second parameter, for example.
  • a first parameter of the first average function is determined by forming an average from the first parameter of the output function for the first test drive and the first parameter of the output function for the second test drive.
  • a second parameter of the first average function can be determined by forming an average from the second parameter of the output function for the first test drive and the second parameter of the output function for the second test drive.
  • a first parameter of the second average function is determined by forming an average from the first parameter of the output function for the third test drive and the first parameter of the output function for the fourth test drive.
  • a second parameter of the second averaging function can be determined by forming an average from the second parameter of the output function for the third test drive and the second parameter of the output function for the fourth test drive.
  • a first current value can be calculated by inputting the altitude reference value into the first averaging function.
  • a second current value can be calculated by inputting the altitude reference value into the second averaging function.
  • the at least one parameter of the calibration function can be calculated using the first and/or second current value.
  • “current value” can be understood as an ideal value for the current flowing through the electric motor, or for a component of this current, for example a d or q component, assuming ideal friction conditions when the car is moving.
  • an altitude-related parameter of the calibration function can be calculated to obtain an altitude calibration value as the calibration value. Additionally or alternatively, a weight related parameter of the calibration function may be calculated to provide a to obtain the weight calibration value as the calibration value. Additionally or alternatively, a current related parameter of the calibration function may be calculated to obtain a current calibration value as the calibration value.
  • the altitude calibration value may have the unit [ri/m]
  • the weight calibration value may have the unit [ri/kg]
  • the current calibration value may have the unit [ri].
  • the adjustment value can be calculated using the altitude calibration value, the weight calibration value, the current calibration value, or a combination of at least two of the aforementioned calibration values. In this way, the adjustment value can be calculated very accurately without having to load the car with weights of different weights.
  • the altitude calibration value may be obtained by averaging an altitude-related parameter of the first averaging function and an altitude-related parameter of the second averaging function. In this way, the amount of computation involved in calculating the altitude calibration value can be further reduced.
  • the weight calibration value can be obtained by dividing a difference between the first current value and the second current value by a weight value indicative of a current mass of the weight.
  • the current calibration value may be obtained by subtracting a product of the altitude calibration value and the altitude reference value from the first current value.
  • the current mass of the weight can, for example, be equal to a nominal mass of the counterweight or equal to a product of an allowable mass of the weight and a predetermined weight factor. In this way, the amount of computation involved in calculating the weight calibration value or the current calibration value can be further reduced.
  • the altitude calibration value can be multiplied by the altitude reference value, the resulting product is added to the current calibration value, and the resulting sum is divided by the weight calibration value to obtain a correction value.
  • the adjustment value can be adjusted by adding the correction value to the weight reference value be calculated. In this way, the amount of computation involved in calculating the adjustment value can be further reduced.
  • the elevator car can be checked in each time step whether the elevator car is moving at a constant speed.
  • only the current measurement data and/or only the height measurement data from the time steps can be used to calculate the at least one parameter of the calibration function, in which it is recognized that the elevator car is moving at a constant speed.
  • the constant speed of the car may be detected by comparing the speed of the car at a current time step to the speed of the car at at least one time step preceding the current time step. It is also possible that the speed of the elevator car is identified as constant when it is identified that the elevator car is moving within a specific height range between the first and second position.
  • This height range can, for example, be calculated from known movement parameters of the car, taking into account the known height difference between the first and second position, i. H. a simple distance of the first from the second position. Whether or not the elevator car is in this height range can be recognized, for example, by appropriately evaluating the height measurement data. In this way, inaccuracies in the calculation of the adjustment value due to excessive changes in speed can be avoided.
  • additional control commands for driving the electric motor can be generated, so that the elevator car carries out at least a fifth and sixth test run.
  • the elevator car can be moved from the first position to the second position in the fifth test drive and from the second position to the first position in the sixth test drive, whereby it is not loaded with the weight either in the fifth test drive or in the sixth test drive.
  • further current measurement data which indicate the current measured by the current measuring device when the car is being moved
  • further height measurement data which are indicative of the height measured by the height measuring device when the car is being moved, in several successive time steps in the fifth and sixth test drive are received.
  • the further current measurement data and the further height measurement data can be used to at least one Recalculate calibration function parameters to obtain at least one updated calibration value.
  • the adjustment value can then be recalculated using the at least one updated calibration value.
  • the calculation of the updated calibration value or values can be performed using one or more previously calculated calibration values. For repeated calibration, it is therefore not absolutely necessary for several or all of the calibration values to be recalculated. Instead, it is sufficient if only one of the calibration values is recalculated. In this way, the effort involved in repeated calibration can be significantly reduced, which significantly simplifies the regular inspection of the elevator system.
  • the first averaging function is re-determined using the further current measurement data and the further altitude measurement data in order to obtain an updated first averaging function.
  • the current calibration value may be recalculated using the updated first averaging function to obtain an updated current calibration value.
  • the adjustment value can then be recalculated using the updated current calibration value along with the height calibration value and the weight calibration value from the test drives preceding the fifth and sixth test drives.
  • FIG 1 shows an elevator system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a control device according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows a diagram to illustrate different current and speed curves that were measured or calculated when controlling the elevator installation from FIG. 1 .
  • FIG. 4 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows an elevator system 100, such as a passenger or freight elevator in a building, which has an elevator shaft 102, an elevator car 104, a counterweight 106, which is connected to the elevator car via suspension means 108, for example via one or more ropes, belts or belts 104 is coupled, and an electric motor 110 for driving the support means 108, and thus the car 104 and the counterweight 106 comprises.
  • an elevator system 100 such as a passenger or freight elevator in a building, which has an elevator shaft 102, an elevator car 104, a counterweight 106, which is connected to the elevator car via suspension means 108, for example via one or more ropes, belts or belts 104 is coupled, and an electric motor 110 for driving the support means 108, and thus the car 104 and the counterweight 106 comprises.
  • the car 104 can be moved along the elevator shaft 102 between a first position 112 and a second position 114 .
  • first position 112 is a stop for the car 104 opposite a first shaft opening 116 on a top floor of the building
  • the second position 114 is a stop for the car 104 opposite a second shaft opening 118 on a bottom floor floor of the building.
  • Further stops of the elevator car 104 can be provided between the two positions 112, 114.
  • the elevator system 100 includes a control device 120 for controlling the electric motor 110, as is described in more detail below with reference to FIG.
  • An input of the controller 120 is coupled to an output of a height measurement device 122 configured to measure a current height of the car 104 in the hoistway 102 relative to the first position 112 and/or the second position 114 .
  • the height measuring device 122 in FIG. 1 is configured as an absolute encoder in order to determine an absolute position of the car 104 in the Elevator shaft 102 to measure.
  • an embodiment as an incremental encoder or barometer is also possible.
  • the input of the controller 120 is further connected to an output of a current measuring device 124 configured to measure an actual current flowing through the electric motor 110 .
  • the current measuring device 124 can be embodied, for example, as a component of a controller for controlling a speed of the elevator car 104 and/or as a component of a converter. Contrary to the representation chosen in FIG. 1 , the tightening device 124 can also be designed as a component of the control device 120 .
  • the control device 120 is configured to control the electric motor 110 in such a way that the elevator car 104 carries out a series of test runs between the two positions 112, 114 as part of a method which is described in more detail below.
  • the car 104 may be loaded with a weight 126, as shown in FIG.
  • a first step S10 the control device 120 generates control commands 200 which cause the electric motor 110 to raise or lower the car 104 so that the car 104 carries out a first, second, third and fourth test drive.
  • the test drives can be carried out one after the other in the specified order. However, another suitable order of the test drives is also possible.
  • the elevator car 104 is moved from the first position 112 to the second position 114 in the first and third test drive and from the second position 114 to the first position 112 in the second and fourth test drive.
  • the car 104 is loaded with the weight 126 before the third test drive, so that the car 104 carries out the third and fourth test drives with the weight 126 in each case.
  • the current measurement data 202 and the height measurement data 204 are processed in a third step S30 in order to obtain at least one calibration value 206, which is assigned to a parameter 208 of a calibration function 210 that has a linear relationship between the current flowing through the electric motor 110 and the height of the car 104 and a mass of the weight 126 is defined.
  • the current measurement data 202 and the height measurement data 204 are entered into a first module 212, which, for each test drive, uses the current measurement data 202 and the height measurement data 204, which were received in different time steps in the respective test drive, to determine an output function 214 that shows a linear relationship between the current and the altitude (see also Fig. 3).
  • Each output function 214 here includes a first parameter 216 related to altitude and a second parameter 218.
  • a first average function 222 and a second average function 224 are determined, which are also linear functions, each with a further first parameter 226 related to the height and a further second parameter 228 acts.
  • the further first parameter 226 for the first average function 222 is calculated by forming an average from the first parameters 216 of the two output functions 214 resulting from the first and second test drive.
  • the further second parameter 228 for the first average function 222 is obtained by forming a Mean value calculated from the second parameters 218 of the two output functions 214 resulting from the first and second test drive.
  • the additional first parameter 226 for the second average function 224 is calculated by forming an average from the first parameters 216 of the two output functions 214 that result from the third and fourth test drive.
  • the further second parameter 228 for the second averaging function 222 is calculated by forming an average from the second parameters 218 of the two output functions 214 that result from the third and fourth test drive.
  • the second module 220 is further configured to calculate a first current value 232 by inputting an altitude reference value 230 into the first averaging function 222 and a second current value 234 by inputting the altitude reference value 230 into the second averaging function 224 .
  • the height reference value 230 was calculated, for example, by halving a height difference between the first position 112 and the second position 114 measured during a previous learning run. However, other calculation methods for the height reference value 230 are also possible.
  • the calibration value 206 is calculated in a third module 236 .
  • the third module 236 calculates an altitude related parameter 208a of the calibration function 210 to obtain an altitude calibration value 206a, a weight related parameter 208b of the calibration function 210 to obtain a weight calibration value 206b, and a current related parameter parameters 208c of the calibration function 210 to obtain a current calibration value 206c.
  • the altitude calibration value 206a is calculated, for example, by averaging the two other first parameters 226 of the first averaging function 222 and the second averaging function 224 .
  • the weight calibration value 206b is calculated, for example, from the two current values 232, 234 and a weight value 238, which indicates a mass of the weight 126, by subtracting the first current value 232 from the second current value 234 and dividing the resulting difference by the weight value 238.
  • the current calibration value 206c is calculated from the altitude calibration value 206a, the altitude reference value 230 and the first current value 232 by multiplying the altitude calibration value 206a by the altitude reference value 230 and subtracting the resulting product from the first current value 232.
  • an adjustment value 242 is calculated in a fourth module 240 using the calibration value 206 or the calibration values 206a, 206b, 206c, which indicates the weight amount by which the counterweight 106 is to be made lighter or heavier so that the car 104 and counterweight 106 are in balance when the car 104 and counterweight 106 are at the same elevation as shown in FIG.
  • a correction value 246 is calculated in a first block 244 by multiplying the height calibration value 206a by the height reference value 230, adding the resulting product to the current calibration value 206c and dividing the resulting sum by the weight calibration value 206b.
  • the adjustment value 242 is calculated by adding the correction value 246 to a weight reference value 250 .
  • the weight reference value 250 corresponds, for example, to a product of a permissible mass of the weight 126, i. H. a rated load of the car 104, and a predetermined weight factor indicative of a desired ratio of the counterweight 106 to the rated load in the balanced condition of the elevator system 100.
  • the control device 120 can be configured to generate further control commands 252 after the initial calculation of the calibration value 206 or the calibration values 206a, 206b, 206c, in an optional step S50, for example on the occasion of a regular inspection, by which the electric motor 110 is controlled in this way , that the car 104 carries out a fifth and sixth test drive, the car 104 being moved in the fifth test drive, for example from the first position 112 to the second position 114, and in the sixth test drive in the opposite direction.
  • the elevator car 104 no longer needs to be loaded with the weight 126, which considerably reduces the inspection effort.
  • step S60 the control device 120 receives further current measurement data 254 from the current measurement device 124 and further altitude measurement data 256 from the altitude measurement device 122 in a plurality of successive time steps in the fifth and sixth test drive.
  • the additional measurement data 254, 256 are used by the control device 120 in an optional step S70 to calculate at least one of the calibration values 206,
  • the further measurement data 254, 256 can be processed in a manner analogous to that described above with reference to step S30. In this case, for example, only the current calibration value 206c can be updated, while the height calibration value 206a and the weight calibration value 206b remain unchanged.
  • the adjustment value 242 is then recalculated in an optional step S80 by processing the updated calibration value or values together with the non-updated calibration value or values.
  • Fig. 3 shows an example, depending on the measured height HQT of the car 104, a first speed curve 300, which displays the speed of the car 104 in [m/s] during the first test drive, a second speed curve 302, which shows the speed of the Car 104 in [m/s] during the second test drive, a first current curve 304 of the measured current ISQ associated with the first speed curve 300 and a second current curve 306 of the measured current ISQ associated with the second speed curve 302.
  • the output functions resulting from the first and second test drives are 214, namely one from the first test drive
  • the resulting first output function 214a and a second output function 214b resulting from the second test drive are located.
  • a height range within which the speed of the car 104 is considered constant or is recognized as being constant is marked with a double arrow.
  • the height range (HQ const speed) is calculated, for example, from the height difference (HG) between the two positions 112, 114, a rated speed (VKN), a rated acceleration (AK) and a rated jerk (JK) of the car 104 as follows:
  • HQ_const_speed 60%*HQ
  • Fig. 3 shows typical results for HQ const speed > 60% * HQ.
  • GQT stands for the current mass of the weight 126 in [kg]. Accordingly:
  • the control device 120 requests a current converter current iq from the converter, which is communicated to the control device 120 regularly at specific time intervals, for example every 10 ms, in the further course of the method.
  • the test drive then starts according to the selected test speed.
  • a linear regression is started based on the current measurement data 202 or 254 and the height measurement data 204 or 256, with the results of the linear regression being measured in each time step, for example every 10 ms , to be updated.
  • the first parameter 216 and the second parameter 218 of the respective output function 214 are calculated from the regression results obtained up to the time of the interruption.
  • A_testl_down, a_testl_up, a_test2_down and a_test2_up each denote the first parameter 216 and b_testl_down, b_testl_up , b_test2_down and b_test2_up each denote the second parameter 218 of the respective output function 214.
  • the control device 120 calculates the three calibration values a_HQT, b_GQT and ISQO and stores them permanently.
  • a_HQT designates the altitude calibration value 206a
  • b_GQT the weight calibration value 206b
  • ISQO the current calibration value 206c.
  • a_testl (a_testl_down + a_testl_up)/2
  • b_testl (b tcst l down + b_testl_up)/2
  • a_test2 (a_test2_down + a_test2_up)/2
  • b_test2 (b_test2_down + b_test2_up)/2.
  • a_test1 and a_test2 designate the other first parameters 226 and b_test1 and b_test2 the other second parameters 228.
  • a test1 and a_test2 are ideally identical and only depend on HQT, while b test1 and b_test2 do not depend on HQT but only on GQT.
  • the calibration function 210 reads:
  • the values a_HQT, b_GQT and ISQO are stored permanently.
  • GQT balanced -[a_HQT * HQ/2 + ISQO] / b_GQT.
  • the existing compensation factor is calculated as follows:
  • Delta_GQ denotes the adjustment value 242.
  • Delta_GQ If Delta_GQ > 0, then add the counterweight Delta_GQ to the counterweight 106 . If Delta_GQ ⁇ 0, then the counterweight 106 is to remove the Delta_GQ balancing weight.
  • the car 104 need only be moved in the unloaded state since a_HQT and b_GQT remain the same regardless of the current weight adjustment.
  • the following parameters are recalculated based on the additional current measurement data 254 and the additional altitude measurement data 256 of the fifth and sixth test drive (see above):
  • ISQ0 is recalculated as follows:
  • ISQ0 is saved permanently and a_HQT and b_GQT remain unchanged.
  • the calculations for KG act and delta GQ described above are then repeated with the updated value of ISQO.

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Abstract

Ein Verfahren zum Anpassen eines Gegengewichts (106) einer Aufzugsanlage (100) umfasst: Erzeugen von Steuerbefehlen zum Ansteuem eines Elektromotors (110), sodass ein mit dem Gegengewicht gekoppelter Fahrkorb (104) mindestens eine erste, zweite, dritte und vierte Testfahrt durchfuhrt, wobei der Fahrkorb in der ersten und dritten Testfahrt jeweils von einer ersten in eine zweite Position und in der zweiten und vierten Testfahrt jeweils von der zweiten in die erste Position verfahren wird, wobei der Fahrkorb in der dritten und vierten Testfahrt mit einem Gewicht (126) beladen ist und in der ersten und zweiten Testfahrt nicht mit dem Gewicht beladen ist; Empfangen von Strommessdaten, die einen mittels einer Strommessvorrichtung (124) beim Verfahren des Fahrkorbs gemessenen Strom anzeigen, der durch den Elektromotor fliesst, und von Höhenmessdaten, die eine mittels einer Höhenmessvorrichtung (122) beim Verfahren des Fahrkorbs gemessene Höhe des Fahrkorbs relativ zur ersten und/oder zweiten Position anzeigen, in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in jeder Testfahrt; Berechnen mindestens eines Parameters einer Kalibrierungsfunktion, die einen Zusammenhang zwischen dem Strom, der Höhe und dem Gewicht definiert, unter Verwendung der Strommessdaten und der Höhenmessdaten, die in verschiedenen Testfahrten empfangen wurden, um mindestens einen Kalibrierungswert zu erhalten; und Berechnen eines Anpassungswerts, um den das Gegengewicht anzupassen ist, damit sich das Gegengewicht mit dem Fahrkorb (104) im Gleichgewicht befindet, unter Verwendung des mindestens einen Kalibrierungswerts.

Description

VERFAHREN ZUM ANPASSEN EINES GEGENGEWICHTS EINER
AUFZUGSANLAGE
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen eines Gegengewichts einer Aufzugsanlage. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuervorrichtung, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium zum Ausfuhren eines solchen Verfahrens. Ferner betrifft die Erfindung eine Aufzugsanlage, die mit einer solchen Steuervorrichtung ausgestattet ist.
Eine Aufzugsanlage wie etwa ein Personen- oder Lastenaufzug umfasst in der Regel ein Gegengewicht, das über geeignete Tragmittel mit einem Fahrkorb verbunden ist und dazu dient, die zum Heben oder Senken des Fahrkorbs erforderlichen Kräfte zu verringern.
Das Gegengewicht und der Fahrkorb sollten sich miteinander im Gleichgewicht befinden, wenn der Fahrkorb mit einem bestimmten Gewicht beladen ist. Um diesen Gleichgewichtszustand herzustellen, kann der beladene Fahrkorb beispielsweise mit Ausgleichsgewichten schrittweise beschwert oder erleichtert werden, bis er sich mit dem Gegengewicht im Gleichgewicht befindet, d. h. sich beim Lösen der Fahrkorbbremse nicht mehr bewegt. Das Gegengewicht kann dann entsprechend den hinzugefügten oder weggenommenen Ausgleichsgewichten angepasst werden. Ein solches schrittweises Herantasten an das korrekte Gegengewicht kann sehr zeitaufwendig sein. Zudem kann das Ergebnis aufgrund unterschiedlicher Reibungsbedingungen beim Heben und Senken des Fahrkorbs ungenau sein.
Es kann daher ein Bedarf an einem vereinfachten Verfahren zum Anpassen eines Gegengewichts einer Aufzugsanlage bestehen. Insbesondere kann ein Bedarf an einem Verfahren bestehen, durch das ein genauer Gewichtsbetrag berechnet werden kann, um den das Gegengewicht schwerer oder leichter zu machen ist, damit es sich mit dem (beladenen) Fahrkorb im Gleichgewicht befindet, ohne dass vorher mehrere Versuche mit verschiedenen Ausgleichsgewichten durchgeführt zu werden brauchen. Ferner kann ein Bedarf an einer Steuervorrichtung, einem Computerprogrammprodukt und einem computerlesbaren Medium zum Ausfuhren eines solchen Verfahrens sowie an einer mit einer solchen Steuervorrichtung ausgestatteten Aufzugsanlage bestehen.
Einem solchen Bedarf kann durch den Gegenstand eines der unabhängigen Ansprüche entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung definiert.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen eines Gegengewichts einer Aufzugsanlage. Die Aufzugsanlage umfasst einen Aufzugsschacht, einen Fahrkorb, der zumindest zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position entlang des Aufzugsschachts verfahrbar und über Tragmittel mit dem Gegengewicht gekoppelt ist, sowie einen Elektromotor zum Antreiben des Fahrkorbs. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: Erzeugen von Steuerbefehlen zum Ansteuem des Elektromotors, sodass der Fahrkorb mindestens eine erste, zweite, dritte und vierte Testfahrt durchführt, wobei der Fahrkorb in der ersten und dritten Testfahrt jeweils von der ersten Position in die zweite Position und in der zweiten und vierten Testfahrt jeweils von der zweiten Position in die erste Position verfahren wird, wobei der Fahrkorb in der dritten und vierten Testfahrt mit einem Gewicht beladen ist und in der ersten und zweiten Testfahrt nicht mit dem Gewicht beladen ist; Empfangen von Strommessdaten, die einen mittels einer Stramme ssvorrichtung beim Verfahren des Fahrkorbs gemessenen Strom anzeigen, der durch den Elektromotor fliesst, und von Höhenmessdaten, die eine mittels einer Höhenme ssvorrichtung beim Verfahren des Fahrkorbs gemessene Höhe des Fahrkorbs relativ zur ersten und/oder zweiten Position anzeigen, in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in jeder Testfahrt; Berechnen mindestens eines Parameters einer Kalibrierungsfunktion, die einen Zusammenhang zwischen dem Strom, der Höhe und dem Gewicht definiert, unter Verwendung der Strommessdaten und der Höhenmessdaten, die in verschiedenen Testfahrten empfangen wurden, um mindestens einen Kalibrierungswert zu erhalten; und Berechnen eines Anpassungswerts, um den das Gegengewicht anzupassen ist, damit sich das Gegengewicht mit dem Fahrkorb im Gleichgewicht befindet, unter Verwendung des mindestens einen Kalibrierungswerts.
Das Verfahren kann beispielsweise automatisch durch einen Prozessor der Steuervorrichtung der Aufzugsanlage ausgeführt werden. Bei der ersten und zweiten Position kann es sich um unterschiedlich hohe Positionen des Fahrkorbs im Aufzugsschacht handeln. Beispielsweise kann es sich bei der ersten Position um die höchste Position des Fahrkorbs und bei der zweiten Position um die niedrigste Position des Fahrkorbs handeln oder umgekehrt.
Zum Berechnen des mindestens einen Parameters der Kalibrierungsfunktion können beispielsweise nur diejenigen Strommessdaten und/oder nur diejenigen Höhenmessdaten verwendet werden, die in einem Zeitraum erzeugt und/oder empfangen wurden, in dem die Geschwindigkeit des Fahrkorbs als konstant erkannt wird. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn, etwa durch Auswerten der Höhenmessdaten, erkannt wird, dass sich der Fahrkorb in einem bestimmten Höhenbereich zwischen der ersten und zweiten Position bewegt.
Der Elektromotor kann beispielsweise derart angesteuert werden, dass der Fahrkorb in jeder Testfahrt entsprechend einem vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf ohne Zwischenhalt entweder von der ersten in die zweite Position oder von der zweiten in die erste Position verfahren wird. Der Geschwindigkeitsverlauf kann beispielsweise einen stetig steigenden Abschnitt, einen konstanten Abschnitt und einen stetig fallenden Abschnitt umfassen. Dabei kann der konstante Abschnitt einerseits unmittelbar in den stetig steigenden Abschnitt und andererseits unmittelbar in den stetig fallenden Abschnitt übergehen.
Es ist möglich, dass die Strommessvorrichtung die Strommessdaten in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in jeder Testfahrt erzeugt und an die Steuervorrichtung sendet. Ebenso ist es möglich, dass die Höhenmessvorrichtung die Höhenmessdaten in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in jeder Testfahrt erzeugt und an die Steuervorrichtung sendet. Dabei können die Strommessdaten und die Höhenmessdaten zeitlich miteinander korreliert sein. Beispielsweise kann den Strommessdaten und den Höhenmessdaten, die zeitlich miteinander korreliert sind, ein und derselbe Zeitstempel zugeordnet sein.
Die Strommessvorrichtung kann beispielsweise eine Komponente eines Stromreglers zum Regeln eines Stromflusses durch den Elektromotor sein. Dabei kann der Regler konfiguriert sein, um Leistungsschalter eines Umrichters, der an seinem Ausgang mit Anschlussklemmen des Elektromotors verbunden ist, unter Verwendung der Strommessdaten anzusteuem.
Die Höhenmessvorrichtung kann beispielsweise einen Positionssensor in Form eines Absolutwertgebers oder Inkrementalgebers umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die Höhenmessvorrichtung ein Barometer umfassen. Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen direkten Messung kann die Höhe des Fahrkorbs auch aus einer Beschleunigung des Fahrkorbs, einer Drehgeschwindigkeit oder einem Drehwinkel des Elektromotors bestimmt werden.
Unter „Kalibrierungsfunktion“ kann eine mathematische Funktion, beispielsweise eine lineare Funktion oder auch ein Polynom zweiten oder höheren Grades, verstanden werden. Der oder die Parameter der Kalibrierungsfunktion können beispielsweise durch Verarbeiten der Strommessdaten und der Höhenmessdaten in einem Regressionsverfahren berechnet werden. Dabei können die Strommessdaten und die Höhenmessdaten, die in allen vier Testfahrten erzeugt und/oder empfangen wurden, verarbeitet werden. Wie bereits erwähnt, können dabei nur diejenigen Strommessdaten und/oder nur diejenigen Höhenmessdaten einer jeden Testfahrt verarbeitet werden, die in einem bestimmten Zeitraum während der jeweiligen Testfahrt erzeugt und/oder empfangen wurden, in dem die Geschwindigkeit des Fahrkorbs als konstant erkannt wurde.
Der Strom kann beispielsweise eine abhängige Variable der Kalibrierungsfunktion sein, wobei die Höhe und das Gewicht unabhängige Variable der Kalibrierungsfunktion sein können.
Unter „Strom“ kann auch eine Stromkomponente, beispielsweise eine d- oder q-Komponente des Stroms, verstanden werden.
Unter „Kalibrierungswert“ kann ein einem einzelnen Parameter der Kalibrierungsfunktion zugewiesener Parameterwert verstanden werden.
Der Anpassungswert kann beispielsweise durch Verarbeiten des oder der Kalibrierungswerte unter Berücksichtigung einer (beispielsweise während einer Lemfahrt) gemessenen Höhendifferenz zwischen der ersten und zweiten Position und/oder unter Berücksichtigung eines zulässigen Gewichts, für das der Fahrkorb ausgelegt ist oder mit dem der Fahrkorb maximal beladen werden darf, berechnet werden. Das zulässige Gewicht kann auch als Nenn- oder Nutzlast bezeichnet werden. Zusätzlich kann bei der Berechnung des Anpassungswerts ein Gewichtsfaktor berücksichtigt werden, der ein gewünschtes Verhältnis des Gegengewichts zum zulässigen Gewicht im ausbalancierten Zustand der Aufzugsanlage anzeigt. Der Anpassungswert kann vorzeichenbehaftet sein. So kann beispielsweise ein negativer Anpassungswert bedeuten, dass eine aktuelle Masse des Gegengewichts um den Betrag des Anpassungswerts zu verringern ist.
Es ist möglich, dass der Anpassungswert in einem zusätzlichen Schritt über eine Anzeigevorrichtung, etwa in Form eines Displays, angezeigt wird. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise eine Komponente der Steuervorrichtung oder eine Komponente einer externen Datenverarbeitungsvorrichtung sein, die mit der Steuervorrichtung über eine drahtlose oder drahtgebundene Datenkommunikationsverbindung gekoppelt sein kann. Eine solche externe Datenverarbeitungsvorrichtung kann beispielsweise als PC, Laptop, Smartphone oder Tablet realisiert sein.
Kurz zusammengefasst ermöglicht das hier und nachstehend beschriebene Verfahren eine im Vergleich zu üblichen Prüfmethoden deutlich einfachere und genauere Bestimmung des korrekten Gegengewichts. Insbesondere wird eine einfache und genaue Bestimmung eines zum Gegengewicht hinzuzufügenden oder davon wegzunehmenden Ausgleichsgewichts ermöglicht, ohne dass dieses Ausgleichsgewicht durch Versuch und Irrtum bestimmt zu werden braucht.
Dabei können Messungenauigkeiten aufgrund von Reibungsschwankungen auf ein Minimum reduziert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass Messergebnisse aus Messungen, die während einer Phase, in der der Fahrkorb mit (annähernd) konstanter Geschwindigkeit fährt, in geeigneter Weise gemittelt werden, womit Messrauschen und Messabweichungen aufgrund von Reibungsschwankungen als Funktion des Fahrtwegs wirksam herausgefiltert werden. Besonders vorteilhaft ist, dass das Verfahren nach erstmaliger Berechnung des oder der Kalibrierungswerte erneut ausgeführt werden kann, ohne dass hierzu der Fahrkorb erneut mit einem geeigneten Gewicht beladen zu werden braucht. Dies verringert den Aufwand bei der regelmässigen Prüfung des Gegengewichtsausgleichs erheblich, da keine Gewichte zum Beschweren des Fahrkorbs mehr zum Einbauort der Aufzugsanlage transportiert zu werden brauchen.
Nicht zuletzt ermöglicht das hier und nachstehend beschriebene Verfahren eine sehr genaue Einstellung eines mittels des Elektromotors zu erzeugenden Vorspannmoments. Durch ein korrekt eingestelltes Vorspannmoment können unerwünschte Bewegungen des Fahrkorbs beim Lösen der Fahrkorbbremse vermieden werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung mit einem Prozessor, der konfiguriert ist, um das Verfahren gemäss einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung auszuführen. Die Steuervorrichtung kann Hardware- und/oder Sofitwaremodule umfassen. Zusätzlich zum Prozessor kann das Steuergerät einen Speicher und Datenkommunikationsschnittstellen zur Datenkommunikation mit Peripheriegeräten umfassen. Merkmale des Verfahrens gemäss einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung können auch Merkmale der Steuervorrichtung sein und umgekehrt.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Aufzugsanlage, beispielsweise einen Lasten- oder Personenaufzug. Die Aufzugsanlage umfasst einen Aufzugsschacht, einen Fahrkorb, der zumindest zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position entlang des Aufzugsschachts verfahrbar ist, ein Gegengewicht, das über Tragmittel mit dem Fahrkorb gekoppelt ist, einen Elektromotor zum Antreiben des Fahrkorbs, eine Strommessvorrichtung zum Messen eines Stroms, der durch den Elektromotor fliesst, eine Höhenmessvorrichtung zum Messen einer Höhe des Fahrkorbs relativ zur ersten und/oder zweiten Position und eine Steuervorrichtung gemäss einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, das Befehle umfasst, die einen Prozessor bei Ausführung des Computerprogramms durch den Prozessor veranlassen, das Verfahren gemäss einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung auszuführen.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm gemäss einer Ausführungsform des vierten Aspekts der Erfindung gespeichert ist. Das computerlesbare Medium kann ein flüchtiger oder nicht flüchtiger Datenspeicher sein. Beispielsweise kann das computerlesbare Medium eine Festplatte, ein USB-Speichergerät, ein RAM, ROM, EPROM oder Flash-Speicher sein. Das computerlesbare Medium kann auch ein einen Download eines Programmcodes ermöglichendes Datenkommunikationsnetzwerk wie etwa das Internet oder eine Datenwolke (Cloud) sein.
Merkmale des Verfahrens gemäss einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung können auch Merkmale des Computerprogramms und/oder des computerlesbaren Mediums sein und umgekehrt.
Mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung können unter anderem und ohne die Erfindung einzuschränken als auf nachfolgend beschriebenen Ideen und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann ein Höhenreferenzwert durch Halbieren einer Höhendifferenz zwischen der ersten und zweiten Position berechnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Gewichtsreferenzwert durch Multiplizieren einer zulässigen Masse des Gewichts mit einem vorgegebenen Gewichtsfaktor berechnet werden. Dabei kann der Anpassungswert ferner unter Verwendung des Höhenreferenzwerts, des Gewichtsreferenzwerts oder einer Kombination aus dem Höhenreferenzwert und dem Gewichtsreferenzwert berechnet werden.
Die Höhendifferenz kann beispielsweise in einer dem Verfahren vorangegangenen Lemfahrt des Fahrkorbs gemessen worden sein. Die Höhendifferenz kann einer tatsächlichen Länge einer Strecke entsprechen, die der Fahrkorb beim Verfahren von der ersten Position bis in die zweite Position oder umgekehrt maximal zurücklegen kann. Im ausbalancierten Zustand sollten der Fahrkorb und das Gegengewicht auf gleicher Höhe, d. h. auf halber Höhe zwischen der ersten und zweiten Position, verharren, wenn die Fahrkorbbremse gelöst wird. Der Gewichtsfaktor kann ein vorgegebenes Verhältnis des Gegengewichts zur Nennlast, d. h. zur zulässigen Masse des Gewichts, im ausbalancierten Zustand anzeigen.
Gemäss einer Ausführungsform kann eine erste Durchschnittsfünktion, die einen ersten Zusammenhang zwischen dem Strom und der Höhe unter Annahme idealer Reibungsbedingungen definiert, unter Verwendung der Strommessdaten und der Höhenmessdaten, die in der ersten und zweiten Testfahrt empfangen wurden, bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine zweite Durchschnittsfünktion, die einen zweiten Zusammenhang zwischen dem Strom und der Höhe unter Annahme idealer Reibungsbedingungen definiert, unter Verwendung der Strommessdaten und der Höhenmessdaten, die in der dritten und vierten Testfahrt empfangen wurden, bestimmt werden. Dabei kann der mindestens eine Parameter der Kalibrierungsfunktion unter Verwendung der ersten Durchschnittsfunktion und/oder der zweiten Durchschnittsfunktion berechnet werden. Unter dem Begriff „ideale Reibungsbedingungen“ können identische Reibungsbedingungen beim Verfahren des Fahrkorbs in beiden Richtungen verstanden werden. Die erste Durchschnittsfunktion und/oder die zweite Durchschnittsfünktion kann beispielsweise eine lineare und/oder durch lineare Regression erhaltene Funktion sein. Auf diese Weise kann der Parameter oder können die Parameter der Kalibrierungsfunktion mit geringem Rechenaufwand berechnet werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann für jede Testfahrt eine Ausgangsfünktion, die einen linearen Zusammenhang zwischen dem Strom und der Höhe definiert, durch Verarbeiten der Strommessdaten und der Höhenmessdaten, die in unterschiedlichen Zeitschritten in der jeweiligen Testfahrt empfangen wurden, bestimmt werden. Dabei kann mindestens ein Parameter der ersten Durchschnittsfünktion durch Bilden eines Mittelwerts aus einem Parameter der Ausgangsfunktion für die erste Testfahrt und einem Parameter der Ausgangsfunktion für die zweite Testfahrt berechnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann mindestens ein Parameter der zweiten Durchschnittsfunktion durch Bilden eines Mittelwerts aus einem Parameter der Ausgangsfunktion für die dritte Testfahrt und einem Parameter der Ausgangsfunktion für die vierte Testfahrt berechnet werden. Auf diese Weise kann der Rechenaufwand beim Berechnen des Parameters oder der Parameter der Kalibrierungsfunktion weiter verringert werden. Die Ausgangsfunktion kann beispielsweise mindestens einen ersten Parameter und einen zweiten Parameter umfassen.
In diesem Fall ist es möglich, dass ein erster Parameter der ersten Durchschnittsfunktion durch Bilden eines Mittelwerts aus dem ersten Parameter der Ausgangsfunktion für die erste Testfahrt und dem ersten Parameter der Ausgangsfunktion für die zweite Testfahrt bestimmt wird. Analog dazu kann ein zweiter Parameter der ersten Durchschnittsfünktion durch Bilden eines Mittelwerts aus dem zweiten Parameter der Ausgangsfunktion für die erste Testfahrt und dem zweiten Parameter der Ausgangsfünktion für die zweite Testfahrt bestimmt werden.
Zusätzlich oder alternativ ist es in diesem Fall möglich, dass ein erster Parameter der zweiten Durchschnittsfunktion durch Bilden eines Mittelwerts aus dem ersten Parameter der Ausgangsfunktion für die dritte Testfahrt und dem ersten Parameter der Ausgangsfunktion für die vierte Testfahrt bestimmt wird. Analog dazu kann ein zweiter Parameter der zweiten Durchschnittsfunktion durch Bilden eines Mittelwerts aus dem zweiten Parameter der Ausgangsfunktion für die dritte Testfahrt und dem zweiten Parameter der Ausgangsfunktion für die vierte Testfahrt bestimmt werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann ein erster Stromwert durch Eingeben des Höhenreferenzwerts in die erste Durchschnittsfünktion berechnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein zweiter Stromwert durch Eingeben des Höhenreferenzwerts in die zweite Durchschnittsfunktion berechnet werden. Dabei kann der mindestens eine Parameter der Kalibrierungsfunktion unter Verwendung des ersten und/oder zweiten Stromwerts berechnet werden. Unter „Stromwert“ kann in diesem Zusammenhang ein idealer Wert für den durch den Elektromotor fliessenden Strom, oder für eine Komponente dieses Stroms, beispielsweise eine d- oder q-Komponente, unter Annahme idealer Reibungsbedingungen beim Verfahren des Fahrkorbs verstanden werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann ein auf die Höhe bezogener Parameter der Kalibrierungsfunktion berechnet werden, um einen Höhenkalibrierungswert als den Kalibrierungswert zu erhalten. Zusätzlich oder alternativ kann ein auf das Gewicht bezogener Parameter der Kalibrierungsfunktion berechnet werden, um einen Gewichtskalibrierungswert als den Kalibrierungswert zu erhalten. Zusätzlich oder alternativ kann ein auf den Strom bezogener Parameter der Kabbrierungsfunktion berechnet werden, um einen Stromkalibrierungswert als den Kalibrierungswert zu erhalten. Beispielsweise kann der Höhenkalibrierungswert die Einheit [ri/m], der Gewichtskalibrierungswert die Einheit [ri / kg] und der Stromkabbrierungswert die Einheit [ri] haben. Möglich sind aber auch andere geeignete Einheiten. Anders ausgedrückt kann der Anpassungswert unter Verwendung des Höhenkalibrierungswerts, des Gewichtskalibrierungswerts, des Stromkabbrierungswerts oder einer Kombination aus mindestens zwei der genannten Kalibrierungswerte berechnet werden. Auf diese Weise kann der Anpassungswert sehr genau berechnet werden, ohne dass der Fahrkorb mit unterschiedlich schweren Gewichten beladen zu werden braucht.
Gemäss einer Ausführungsform kann der Höhenkalibrierungswert durch Bilden eines Mittelwerts aus einem auf die Höhe bezogenen Parameter der ersten Durchschnittsfunktion und einem auf die Höhe bezogenen Parameter der zweiten Durchschnittsfunktion erhalten werden. Auf diese Weise kann der Rechenaufwand bei der Berechnung des Höhenkalibrierungswerts weiter verringert werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann der Gewichtskalibrierungswert durch Dividieren einer Differenz aus dem ersten Stromwert und dem zweiten Stromwert durch einen eine aktuelle Masse des Gewichts anzeigenden Gewichtswert erhalten werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Stromkalibrierungswert durch Subtrahieren eines Produkts aus dem Höhenkalibrierungswert und dem Höhenreferenzwert vom ersten Stromwert erhalten werden. Die aktuelle Masse des Gewichts kann beispielsweise gleich einer Nennmasse des Gegengewichts oder gleich einem Produkt aus einer zulässigen Masse des Gewichts und einem vorgegebenen Gewichtsfaktor sein. Auf diese Weise kann der Rechenaufwand bei der Berechnung des Gewichtskalibrierungswerts bzw. des Stromkalibrierungswerts weiter verringert werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann der Höhenkalibrierungswert mit dem Höhenreferenzwert multipliziert werden, das resultierende Produkt zum Stromkalibrierungswert addiert wird und die resultierende Summe durch den Gewichtskalibrierungswert dividiert wird, um einen Korrekturwert zu erhalten. Dabei kann der Anpassungswert durch Addieren des Korrekturwerts zum Gewichtsreferenzwert berechnet werden. Auf diese Weise kann der Rechenaufwand bei der Berechnung des Anpassungswerts weiter verringert werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann in jedem Zeitschritt geprüft werden, ob sich der Fahrkorb mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Dabei können zum Berechnen des mindestens einen Parameters der Kalibrierungsfunktion nur die Strommessdaten und/oder nur die Höhenmessdaten aus den Zeitschritten verwendet werden, in denen erkannt wird, dass sich der Fahrkorb mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Die konstante Geschwindigkeit des Fahrkorbs kann durch Vergleichen der Geschwindigkeit des Fahrkorbs in einem aktuellen Zeitschritt mit der Geschwindigkeit des Fahrkorbs in mindestens einem dem aktuellen Zeitschritt vorangehenden Zeitschritt erkannt werden. Möglich ist auch, dass die Geschwindigkeit des Fahrkorbs dann als konstant erkannt wird, wenn erkannt wird, dass sich der Fahrkorb innerhalb eines bestimmten Höhenbereichs zwischen der ersten und zweiten Position bewegt. Dieser Höhenbereich kann beispielsweise aus bekannten Bewegungsparametem des Fahrkorbs unter Berücksichtigung der bekannten Höhendifferenz zwischen der ersten und zweiten Position, d. h. einer einfachen Entfernung der ersten von der zweiten Position, berechnet worden sein. Ob sich der Fahrkorb in diesem Höhenbereich befindet oder nicht, kann beispielsweise durch entsprechendes Auswerten der Höhenmessdaten erkannt werden. Auf diese Weise können Ungenauigkeiten bei der Berechnung des Anpassungswerts aufgrund zu starker Geschwindigkeitsänderungen vermieden werden.
Gemäss einer Ausführungsform können weitere Steuerbefehle zum Ansteuem des Elektromotors erzeugt werden, sodass der Fahrkorb mindestens eine fünfte und sechste Testfahrt durchführt. Dabei kann der Fahrkorb in der fünften Testfahrt von der ersten Position in die zweite Position und in der sechsten Testfahrt von der zweiten Position in die erste Position verfahren werden, wobei er weder in der fünften Testfahrt noch in der sechsten Testfahrt mit dem Gewicht beladen ist. Analog zum Verfahren, wie es vorstehend beschrieben wird, können weitere Strommessdaten, die den mittels der Strommessvorrichtung beim Verfahren des Fahrkorbs gemessenen Strom anzeigen, und weitere Höhenmessdaten, die die mittels der Höhenmessvorrichtung beim Verfahren des Fahrkorbs gemessene Höhe anzeigen, in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in der fünften und sechsten Testfahrt empfangen werden. Die weiteren Strommessdaten und die weiteren Höhenmessdaten können dazu verwendet werden, mindestens einen Parameter der Kalibrierungsfunktion neu zu berechnen, um mindestens einen aktualisierten Kalibrierungswert zu erhalten. Der Anpassungswert kann dann unter Verwendung des mindestens einen aktualisierten Kalibrierungswerts neu berechnet werden. Anders ausgedrückt ist es möglich, die Aufzugsanlage nach erstmaliger Berechnung eines oder mehrerer Kalibrierungswerte neu zu kalibrieren, und zwar ohne dass der Fahrkorb erneut mit dem Gewicht beladen zu werden braucht. Beispielsweise kann die Berechnung des oder der aktualisierten Kalibrierungswerte unter Verwendung eines oder mehrerer früher berechneter Kalibrierungswerte erfolgen. Zum wiederholten Kalibrieren ist es also nicht zwingend erforderlich, dass mehrere oder sämtliche Kalibrierungswerte neu berechnet werden. Stattdessen reicht es aus, wenn nur einer der Kalibrierungswerte neu berechnet wird. Auf diese Weise kann der Aufwand beim wiederholten Kalibrieren erheblich reduziert werden, was die regelmässige Inspektion der Aufzugsanlage deutlich vereinfacht.
Beispielsweise ist es möglich, dass die erste Durchschnittsfunktion unter Verwendung der weiteren Strommessdaten und der weiteren Höhenmessdaten neu bestimmt wird, um eine aktualisierte erste Durchschnittsfunktion zu erhalten. Dabei kann der Stromkalibrierungswert unter Verwendung der aktualisierten ersten Durchschnittsfunktion neu berechnet werden, um einen aktualisierten Stromkalibrierungswert zu erhalten. Der Anpassungswert kann dann unter Verwendung des aktualisierten Stromkalibrierungswerts zusammen mit dem Höhenkalibrierungswert und dem Gewichtskalibrierungswert aus den der fünften und sechsten Testfahrt vorangehenden Testfahrten neu berechnet werden.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine Aufzugsanlage gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Steuervorrichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung verschiedener Strom- und Geschwindigkeitsverläufe, die beim Steuern der Aufzugsanlage aus Fig. 1 gemessen bzw. berechnet wurden.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht massstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
Fig. 1 zeigt eine Aufzugsanlage 100, etwa ein Personen- oder Lastaufzug in einem Gebäude, die einen Aufzugsschacht 102, einen Fahrkorb 104, ein Gegengewicht 106, das über Tragmittel 108, beispielsweise über ein oder mehrere Seile, Gurte oder Riemen, mit dem Fahrkorb 104 gekoppelt ist, und einen Elektromotor 110 zum Antreiben der Tragmittel 108, und damit des Fahrkorbs 104 bzw. des Gegengewichts 106, umfasst.
Der Fahrkorb 104 ist entlang des Aufzugsschachts 102 zwischen einer ersten Position 112 und einer zweiten Position 114 verfahrbar. Beispielhaft handelt es sich in Fig. 1 bei der ersten Position 112 um eine Haltestelle des Fahrkorbs 104 gegenüber einer ersten Schachtöffnung 116 in einem obersten Stockwerk des Gebäudes und bei der zweiten Position 114 um eine Haltestelle des Fahrkorbs 104 gegenüber einer zweiten Schachtöffhung 118 in einem untersten Stockwerk des Gebäudes. Zwischen den beiden Positionen 112, 114 können weitere Haltestellen des Fahrkorbs 104 vorgesehen sein.
Darüber hinaus umfasst die Aufzugsanlage 100 eine Steuervorrichtung 120 zum Ansteuem des Elektromotors 110, wie sie nachstehend anhand von Fig. 2 näher beschrieben wird.
Ein Eingang der Steuervorrichtung 120 ist an einen Ausgang einer Höhenmessvorrichtung 122 angeschlossen, die konfiguriert ist, um eine aktuelle Höhe des Fahrkorbs 104 im Aufzugsschacht 102 relativ zur ersten Position 112 und/der zur zweiten Position 114 zu messen. Beispielhaft ist die Höhenmessvorrichtung 122 in Fig. 1 als Absolutwertgeber konfiguriert, um eine absolute Position des Fahrkorbs 104 im Aufzugsschacht 102 zu messen. Möglich ist aber auch eine Ausführung als Inkrementalgeber oder Barometer.
Der Eingang der Steuervorrichtung 120 ist ferner an einen Ausgang einer Strommessvorrichtung 124 angeschlossen, die konfiguriert ist, um einen aktuellen Strom, der durch den Elektromotor 110 fliesst, zu messen. Die Strommessvorrichtung 124 kann beispielsweise als eine Komponente eines Reglers zum Regeln einer Geschwindigkeit des Fahrkorbs 104 und/oder als eine Komponente eines Umrichters ausgeführt sein. Entgegen der in Fig. 1 gewählten Darstellung kann die Stramme ssvorrichtung 124 auch als eine Komponente der Steuervorrichtung 120 ausgeführt sein.
Die Steuervorrichtung 120 ist konfiguriert, um den Elektromotor 110 derart anzusteuem, dass der Fahrkorb 104 im Rahmen eines nachstehend näher beschriebenen Verfahrens eine Reihe von Testfahren zwischen den beiden Positionen 112, 114 durchführt. In einigen der Testfahrten kann der Fahrkorb 104, wie in Fig. 1 gezeigt, mit einem Gewicht 126 beladen sein.
Die einzelnen Schritte des nachstehend beschriebenen Verfahrens zum Anpassen des Gegengewichts 106 sind in dem in Fig. 4 gezeigten Flussdiagramm veranschaulicht.
Gemäss dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel erzeugt die Steuervorrichtung 120 in einem ersten Schritt S10 Steuerbefehle 200, die den Elektromotor 110 dazu veranlassen, den Fahrkorb 104 anzuheben oder abzusenken, sodass der Fahrkorb 104 eine erste, zweite, dritte und vierte Testfahrt durchführt. Die Testfahrten können in der angegebenen Reihenfolge nacheinander durchgeführt werden. Möglich ist aber auch eine andere geeignete Reihenfolge der Testfahrten. Dabei wird der Fahrkorb 104 in der ersten und dritten Testfahrt jeweils von der ersten Position 112 bis in die zweite Position 114 und in der zweiten und vierten Testfahrt jeweils von der zweiten Position 114 bis in die erste Position 112 verfahren. Zudem wird der Fahrkorb 104 vor der dritten Testfahrt mit dem Gewicht 126 beladen, sodass der Fahrkorb 104 die dritte und vierte Testfahrt jeweils mit dem Gewicht 126 durchführt. In der ersten und zweiten Testfahrt ist der Fahrkorb 104 hingegen unbeladen. In jeder der vorgenannten Testfahrten werden in einem zweiten Schritt S20 in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten Strommessdaten 202, die von der Strommessvorrichtung 124 beim Verfahren des Fahrkorbs 104 in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten erzeugt und bereitgestellt werden, und Höhenmessdaten 204, die von der Höhenmessvorrichtung 122 beim Verfahren des Fahrkorbs 104 in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten erzeugt und bereitgestellt werden, in der Steuervorrichtung 120 empfangen.
Die Strommessdaten 202 und die Höhenmessdaten 204 werden in einem dritten Schritt S30 verarbeitet, um mindestens einen Kalibrierungswert 206 zu erhalten, der einem Parameter 208 einer Kalibrierungsfunktion 210 zugeordnet ist, die einen linearen Zusammenhang zwischen dem Strom, der durch den Elektromotor 110 fliesst, der Höhe des Fahrkorbs 104 und einer Masse des Gewichts 126 definiert.
Hierzu werden die Strommessdaten 202 und die Höhenmessdaten 204 in ein erstes Modul 212 eingegeben, das für jede Testfahrt anhand der Strommessdaten 202 und der Höhenmessdaten 204, die in unterschiedlichen Zeitschritten in der jeweiligen Testfahrt empfangen wurden, eine Ausgangsfimktion 214 bestimmt, die einen linearen Zusammenhang zwischen dem Strom und der Höhe definiert (siehe auch Fig. 3).
Jede Ausgangsfunktion 214 umfasst hier einen ersten, auf die Höhe bezogenen Parameter 216 und einen zweiten Parameter 218.
In einem zweiten Modul 220 werden durch entsprechendes Zusammenfassen der vier erhaltenen Ausgangsfunktionen 214 eine erste Durchschnittsfimktion 222 und eine zweite Durchschnittsfunktion 224 bestimmt, bei denen es sich ebenfalls um lineare Funktionen mit je einem weiteren ersten, auf die Höhe bezogenen Parameter 226 und einem weiteren zweiten Parameter 228 handelt.
Der weitere erste Parameter 226 für die erste Durchschnittsfimktion 222 wird durch Bilden eines Mittelwerts aus den ersten Parametern 216 der beiden Ausgangsfünktionen 214, die aus der ersten und zweiten Testfahrt resultieren, berechnet. Der weitere zweite Parameter 228 für die erste Durchschnittsfimktion 222 wird durch Bilden eines Mittelwerts aus den zweiten Parametern 218 der beiden Ausgangsfunktionen 214, die aus der ersten und zweiten Testfahrt resultieren, berechnet.
Der weitere erste Parameter 226 für die zweite Durchschnittsfunktion 224 wird hingegen durch Bilden eines Mittelwerts aus den ersten Parametern 216 der beiden Ausgangsfunktionen 214, die aus der dritten und vierten Testfahrt resultieren, berechnet. Analog dazu wird der weitere zweite Parameter 228 für die zweite Durchschnittsfünktion 222 durch Bilden eines Mittelwerts aus den zweiten Parametern 218 der beiden Ausgangsfunktionen 214, die aus der dritten und vierten Testfahrt resultieren, berechnet.
Das zweite Modul 220 ist ferner konfiguriert, um durch Eingeben eines Höhenreferenzwerts 230 in die erste Durchschnittsfünktion 222 einen ersten Stromwert 232 und durch Eingeben des Höhenreferenzwerts 230 in die zweite Durchschnittsfünktion 224 einen zweiten Stromwert 234 zu berechnen.
Der Höhenreferenzwert 230 wurde beispielsweise durch Halbieren einer während einer vorangegangenen Lemfahrt gemessenen Höhendifferenz zwischen der ersten Position 112 und der zweiten Position 114 berechnet. Möglich sind aber auch andere Berechnungsmethoden für den Höhenreferenzwert 230.
Der Kalibrierungswert 206 wird in einem dritten Modul 236 berechnet.
In diesem Beispiel berechnet das dritte Modul 236 einen auf die Höhe bezogenen Parameter 208a der Kalibrierungsfunktion 210, um einen Höhenkalibrierungswert 206a zu erhalten, einen auf das Gewicht bezogenen Parameter 208b der Kalibrierungsfünktion 210, um einen Gewichtskalibrierungswert 206b zu erhalten, und einen auf den Strom bezogenen Parameter 208c der Kalibrierungsfunktion 210, um einen Stromkalibrierungswert 206c zu erhalten.
Der Höhenkalibrierungswert 206a wird beispielsweise durch Bilden eines Mittelwerts aus den beiden weiteren ersten Parametern 226 der ersten Durchschnittsfünktion 222 und der zweiten Durchschnittsfunktion 224 berechnet. Der Gewichtskalibrierungswert 206b wird beispielsweise aus den beiden Stromwerten 232, 234 sowie einem Gewichtswert 238, der eine Masse des Gewichts 126 anzeigt, berechnet, indem der erste Stromwert 232 vom zweiten Stromwert 234 subtrahiert wird und die resultierende Differenz durch den Gewichtswert 238 dividiert wird.
Der Stromkalibrierungswert 206c wird beispielsweise aus dem Höhenkabbrierungswert 206a, dem Höhenreferenzwert 230 und dem ersten Stromwert 232 berechnet, indem der Höhenkabbrierungswert 206a mit dem Höhenreferenzwert 230 multipliziert wird und das resultierende Produkt vom ersten Stromwert 232 subtrahiert wird.
Schliesslich wird in einem vierten Schritt S40 in einem vierten Modul 240 unter Verwendung des Kalibrierungswerts 206 oder der Kalibrierungswerte 206a, 206b, 206c ein Anpassungswert 242 berechnet, der anzeigt, um welchen Gewichtsbetrag das Gegengewicht 106 leichter oder schwerer zu machen ist, damit sich der Fahrkorb 104 und das Gegengewicht 106 im Gleichgewicht befinden, wenn sich der Fahrkorb 104 und das Gegengewicht 106 auf gleicher Höhe befinden, wie in Fig. 1 dargestellt.
Hierzu wird beispielsweise in einem ersten Block 244 ein Korrekturwert 246 berechnet, indem der Höhenkalibrierungswert 206a mit dem Höhenreferenzwert 230 multipliziert wird, das resultierende Produkt zum Stromkalibrierungswert 206c addiert wird und die resultierende Summe durch den Gewichtskalibrierungswert 206b dividiert wird.
Anschliessend wird beispielsweise in einem zweiten Block 248 der Anpassungswert 242 durch Addieren des Korrekturwerts 246 zu einem Gewichtsreferenzwert 250 berechnet.
Der Gewichtsreferenzwert 250 entspricht dabei beispielsweise einem Produkt aus einer zulässigen Masse des Gewichts 126, d. h. einer Nennlast des Fahrkorbs 104, und einem vorgegebenen Gewichtsfaktor, der ein gewünschtes Verhältnis des Gegengewichts 106 zur Nennlast im ausbalancierten Zustand der Aufzugsanlage 100 anzeigt.
Die Steuervorrichtung 120 kann konfiguriert sein, um nach der erstmaligen Berechnung des Kalibrierungswerts 206 oder der Kalibrierungswerte 206a, 206b, 206c, in einem optionalen Schritt S50, etwa anlässlich einer regelmässigen Inspektion, weitere Steuerbefehle 252 zu erzeugen, durch die der Elektromotor 110 derart angesteuert wird, dass der Fahrkorb 104 eine fünfte und sechste Testfahrt durchführt, wobei der Fahrkorb 104 in der fünften Testfahrt beispielsweise von der ersten Position 112 in die zweite Position 114 und in der sechsten Testfahrt in umgekehrter Richtung verfahren wird. Beim Durchführen der fünften und sechsten Testfahrt braucht der Fahrkorb 104 nicht mehr mit dem Gewicht 126 beladen zu werden, was den Inspektionsaufwand erheblich verringert.
Analog zum vorstehend beschriebenen Schritt S20 empfangt die Steuervorrichtung 120 in einem optionalen Schritt S60 weitere Strommessdaten 254 von der Strommessvorrichtung 124 und weitere Höhenmessdaten 256 von der Höhenmessvorrichtung 122 in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in der fünften und sechsten Testfahrt.
Die weiteren Messdaten 254, 256 werden in einem optionalen Schritt S70 von der Steuervorrichtung 120 verwendet, um mindestens einen der Kalibrierungswerte 206,
206a, 206b, 206c zu aktualisieren. Die weiteren Messdaten 254, 256 können dabei analog zu einerWeise, wie sie vorstehend anhand des Schritts S30 beschrieben ist, verarbeitet werden. Beispielsweise kann in diesem Fall lediglich der Stromkalibrierungswert 206c aktualisiert werden, während der Höhenkalibrierungswert 206a und der Gewichtskalibrierungswert 206b unverändert bleiben.
Der Anpassungswert 242 wird dann in einem optionalen Schritt S80 durch Verarbeiten des aktualisierten Kalibrierungswerts oder der aktualisierten Kalibrierungswerte zusammen mit dem nicht aktualisierten Kalibrierungswert oder den nicht aktualisierten Kalibrierungswerten neu berechnet.
Fig. 3 zeigt beispielhaft, jeweils in Abhängigkeit von der gemessenen Höhe HQT des Fahrkorbs 104, einen ersten Geschwindigkeitsverlauf 300, der die Geschwindigkeit des Fahrkorbs 104 in [m/s] während der ersten Testfahrt anzeigt, einen zweiten Geschwindigkeitsverlauf 302, der die Geschwindigkeit des Fahrkorbs 104 in [m/s] während der zweiten Testfahrt anzeigt, einen dem ersten Geschwindigkeitsverlauf 300 zugeordneten ersten Stromverlauf 304 des gemessenen Stroms ISQ und einen dem zweiten Geschwindigkeitsverlauf 302 zugeordneten zweiten Strom verlauf 306 des gemessenen Stroms ISQ. Zudem sind die aus der ersten und zweiten Testfahrt resultierenden Ausgangsfunktionen 214, nämlich eine aus der ersten Testfahrt resultierende erste Ausgangsfunktion 214a und eine aus der zweiten Testfahrt resultierende zweite Ausgangsfunktion 214b, eingezeichnet.
Ein Höhenbereich, innerhalb dessen die Geschwindigkeit des Fahrkorbs 104 als konstant gilt oder erkannt wird, ist mit einem Doppelpfeil markiert. Der Höhenbereich (HQ const speed) wird beispielsweise aus der Höhendifferenz (HG) zwischen den beiden Positionen 112, 114, einer Nenngeschwindigkeit (VKN), einer Nennbeschleunigung (AK) und einem Nennruck (JK) des Fahrkorbs 104 wie folgt berechnet:
HO const speed
Wenn HQ_const_speed > 60 % * HQ, dann wird eine Testgeschwindigkeit (v4), mit der der Fahrkorb 104 in den Testfahrten verfahren werden soll, gleich der Nenngeschwindigkeit gesetzt. Andernfalls wird die Testgeschwindigkeit beispielsweise berechnet mit: sodass HQ_const_speed = 60 % * HQ.
Fig. 3 zeigt typische Ergebnisse für HQ const speed > 60 % * HQ.
Im Folgenden wird ein beispielhafter Ablauf einer Testfahrt beschrieben. Dabei steht GQT für die aktuelle Masse des Gewichts 126 in [kg]. Dementsprechend gilt:
GQT = 0 kg, wenn der Fahrkorb 104 unbeladen ist; GQT = GQ, wenn die aktuelle Masse des Gewichts 126 gleich der zulässigen Masse GQ des Gewichts 126 ist. Ferner gilt: HQT = 0 m, wenn sich der Fahrkorb 104 in der zweiten Position 114, also im untersten Stockwerk, befindet; HQT = HQ, wenn sich der Fahrkorb 104 in der ersten Position 112, also im obersten Stockwerk, befindet.
Zunächst wird der Gewichtswert 238 über eine Nutzerschnittstelle eingegeben, für die erste und zweite Testfahrt also GQT testl = 0 und für die dritte und vierte Testfahrt beispielsweise GQT_test2 = GQ oder GQT_test2 ~ GQ. Hierauf fordert die Steuervorrichtung 120 vom Umrichter einen aktuellen Umrichterstrom iq an, der der Steuervorrichtung 120 im weiteren Verlauf des Verfahrens regelmässig in bestimmten Zeitintervallen, beispielsweise alle 10 ms, mitgeteilt wird.
Anschliessend startet die Testfahrt entsprechend der gewählten Testgeschwindigkeit.
Sobald erkannt wird, dass sich der Fahrkorb 104 im Höhenbereich HQ_const_speed bewegt, wird eine lineare Regression basierend auf den Strommessdaten 202 bzw. 254 und den Höhenmessdaten 204 bzw. 256 gestartet, wobei die Ergebnisse der linearen Regression in jedem Zeitschritt, also beispielsweise alle 10 ms, aktualisiert werden.
Sobald erkannt wird, dass sich der Fahrkorb 104 nicht mehr im Höhenbereich HQ const speed bewegt, wird die lineare Regression unterbrochen.
Aus den bis zum Zeitpunkt der Unterbrechung erhaltenen Regressionsergebnissen werden am Ende der Testfahrt der erste Parameter 216 und der zweite Parameter 218 der jeweiligen Ausgangsfünktion 214 berechnet.
Aus der ersten bis vierten Testfahrt resultieren die folgenden vier Ausgangsfünktionen 214:
- für die erste Testfahrt:
ISQ_testl_down(HQT, GQT = GQT testl) = a testl down * HQT + b testl down;
- für die zweite Testfahrt:
ISQ_testl_up(HQT, GQT = GQT testl) = a testl up * HQT + b testl up;
- für die dritte Testfahrt:
ISQ_test2_down(HQT, GQT = GQT_test2) = a_test2_down * HQT + b_test2_down;
- für die vierte Testfahrt:
ISQ_test2_up(HQT, GQT = GQT testl) = a_test2_up * HQT + b_test2_up.
Dabei bezeichnen a_testl_down, a_testl_up, a_test2_down und a_test2_up jeweils den ersten Parameter 216 und b_testl_down, b_testl_up, b_test2_down Und b_test2_up jeweils den zweiten Parameter 218 der jeweiligen Ausgangsfünktion 214. Aus diesen Ergebnissen berechnet die Steuervorrichtung 120 die drei Kalibrierungswerte a_HQT, b_GQT und ISQO und speichert diese dauerhaft ab. Dabei bezeichnet a_HQT den Höhenkalibrierungswert 206a, b_GQT den Gewichtskalibrierungswert 206b und ISQO den Stromkalibrierungswert 206c.
Dabei wird angenommen, dass für beide Bewegungsrichtungen des Fahrkorbs 104 die gleichen, also ideale Reibungsbedingungen gelten. Unter dieser Annahme kann der Strom, genauer eine zum Steuern eines Drehmoments des Elektromotors 110 verwendete q-Komponente des Stroms (ISQ no friction), wie folgt berechnet werden:
- mithilfe der ersten Durchschnittsfunktion 222:
ISQ_no_friction_testl(HQT, GQT = GQT testl) = a testl * HQT + b testl;
- mithilfe der zweiten Durchschnittsfunktion 224:
ISQ_no_friction_test2(HQT, GQT = GQT_test2) = a_test2 * HQT + b_test2.
Dabei gilt: a_testl = (a_testl_down + a_testl_up)/2; b_testl = (b tcst l down + b_testl_up)/2; a_test2 = (a_test2_down + a_test2_up)/2; b_test2 = (b_test2_down + b_test2_up)/2.
Dabei bezeichnen a_testl und a_test2 die weiteren ersten Parameter 226 und b_testl und b_test2 die weiteren zweiten Parameter 228. a testl und a_test2 sind idealerweise identisch und hängen nur von HQT ab, während b testl und b_test2 nicht von HQT, sondern nur von GQT abhängen.
Die Kalibrierungsfunktion 210 lautet entsprechend:
ISQ_no_friction(HQT, GQT) = a_HQT * HQT + b GQT * GQT + ISQO, mit a_HQT in [A/m], b_GQT in [A/kg] und ISQO in [A] a_HQT ist unabhängig von GQT. Da a testl und a_test2 auf voneinander unabhängigen Messungen basieren, kann a_HQT einfach berechnet werden mit: a_HQT = (a_testl + a_test2) / 2. b_HQT und ISQO können mit folgendem Gleichungssystem berechnet werden: ISQ no friction test 1 (HQT = HQ/2, GQT = GQT testl) = a_HQT * HQ/2 + b GQT * GQT testl + ISQO;
ISQ_no_friction_test2(HQT = HQ/2, GQT = GQT_test2) = a_HQT * HQ/2 + b GQT * GQT_test2 + ISQO. b_GQT ergibt sich zu: b GQT = [ISQ_no_friction_test2(HQT = HQ/2, GQT = GQT_test2) -
ISQ no friction test 1 (HQT = HQ/2, GQT = GQT testl)] / [GQT_test2 - GQT testl]
ISQO ergibt sich zu:
ISQO = ISQ no friction test 1 (HQT = HQ/2, GQT = GQT testl) - a_HQT * HQ/2 - b GQT * GQT testl.
Die Werte a_HQT, b_GQT und ISQO werden dauerhaft gespeichert.
Für die nachstehend beschriebenen Berechnungen gilt:
- KG_nom: gewünschter Ausgleichsfaktor in Prozent;
- KG act: vorhandener Ausgleichsfaktor in Prozent.
Die Aufzugsanlage 100 kann als ausbalanciert angenommen werden, wenn gilt: ISQ_no_friction(HQT = HQ/2, GQT) = 0.
Daraus folgt:
ISQ_no_friction(HQT = HQ/2, GQT) = a_HQT * HQ/2 + b GQT * GQT balanced + ISQO = 0;
GQT balanced = -[a_HQT * HQ/2 + ISQO] / b_GQT.
Der vorhandene Ausgleichsfaktor wird wie folgt berechnet:
KG act [%] = 100 * GQT balanced / GQ = -100 * [a_HQT * HQ/2 + ISQO] / b GQT / GQ. Das Ausgleichsgewicht (Delta_GQ), das zum Gegengewicht 106 hinzuzufügen oder davon wegzunehmen ist, damit die Aufzugsanlage 100 ausbalanciert ist, wird schliesslich berechnet mit:
Delta GQ [kg] = (KG nom - KG act) * 0,01 * GQ = KG nom * 0,01 * GQ + (a_HQT * HQ/2 + ISQ0) / b_GQT.
Dabei bezeichnet Delta_GQ den Anpassungswert 242.
Wenn Delta_GQ > 0, dann ist dem Gegengewicht 106 das Ausgleichsgewicht Delta_GQ hinzuzufügen. Wenn Delta_GQ < 0, dann ist vom Gegengewicht 106 das Ausgleichsgewicht Delta_GQ wegzunehmen.
In zukünftigen Ausgleichstests braucht der Fahrkorb 104 nur noch im unbeladenen Zustand verfahren zu werden, da a_HQT und b_GQT unabhängig von der aktuellen Gewichtsabstimmung gleich bleiben.
Hierzu werden basierend auf den weiteren Strommessdaten 254 und den weiteren Höhenmessdaten 256 der fünften und sechsten Testfahrt (siehe weiter oben) beispielsweise die folgenden Parameter neu berechnet:
ISQ_no_friction_testl(HQT, GQT = GQT testl) = a testl * HQT + b testl; mit: a_testl = (a_testl_down + a_testl_up) / 2; b_testl = (b_testl_down + b_testl_up) / 2.
ISQ0 wird wie folgt neu berechnet:
Mit GQT testl = 0:
ISQ0 = ISQ no friction test 1 (HQT = HQ/2, GQT = GQT testl)
- a_HQT * HQ/2
- b GQT * GQT testl
= (a testl - a_HQT) * HQ/2 + b testl - b_GQT * GQT testl.
ISQ0 wird dauerhaft gespeichert und a_HQT und b_GQT bleiben unverändert. Die vorstehend beschriebenen Berechnungen für KG act und Delta GQ werden dann mit dem aktualisierten Wert von ISQO wiederholt.
Abschliessend wird daraufhingewiesen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“ etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschliessen und Begriffe wie „eine“ oder
„ein“ keine Vielzahl ausschliessen. Ferner wird daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer der obigen Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Anpassen eines Gegengewichts (106) einer Aufzugsanlage (100), wobei die Aufzugsanlage (100) einen Aufzugsschacht (102), einen Fahrkorb (104), der zumindest zwischen einer ersten Position (112) und einer zweiten Position (114) entlang des Aufzugsschachts (102) verfahrbar und über Tragmittel (108) mit dem Gegengewicht (106) gekoppelt ist, sowie einen Elektromotor (110) zum Antreiben des Fahrkorbs (104) umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
Erzeugen von Steuerbefehlen (200) zum Ansteuem des Elektromotors (110), sodass der Fahrkorb (104) mindestens eine erste, zweite, dritte und vierte Testfahrt durchführt, wobei der Fahrkorb (104) in der ersten und dritten Testfahrt jeweils von der ersten Position (112) in die zweite Position (114) und in der zweiten und vierten Testfahrt jeweils von der zweiten Position (114) in die erste Position (112) verfahren wird, wobei der Fahrkorb (104) in der dritten und vierten Testfahrt mit einem Gewicht (126) beladen ist und in der ersten und zweiten Testfahrt nicht mit dem Gewicht (126) beladen ist;
Empfangen von Strommessdaten (202), die einen mittels einer Strommessvorrichtung (124) beim Verfahren des Fahrkorbs (104) gemessenen Strom anzeigen, der durch den Elektromotor (110) fliesst, und von Höhenmessdaten (204), die eine mittels einer Höhenmessvorrichtung (122) beim Verfahren des Fahrkorbs (104) gemessene Höhe des Fahrkorbs (104) relativ zur ersten Position (112) und/oder zur zweiten Position (114) anzeigen, in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in jeder Testfahrt;
Berechnen mindestens eines Parameters (208, 208a, 208b, 208c) einer Kalibrierungsfunktion (210), die einen Zusammenhang zwischen dem Strom, der Höhe und dem Gewicht (126) definiert, unter Verwendung der Strommessdaten (202) und der Höhenmessdaten (204), die in verschiedenen Testfahrten empfangen wurden, um mindestens einen Kalibrierungswert (206, 206a, 206b, 206c) zu erhalten; und
Berechnen eines Anpassungswerts (242), um den das Gegengewicht (106) anzupassen ist, damit sich das Gegengewicht (106) mit dem Fahrkorb (104) im Gleichgewicht befindet, unter Verwendung des mindestens einen Kalibrierungswerts (206, 206a, 206b, 206c).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Höhenreferenzwert (230) durch Halbieren einer Höhendifferenz zwischen der ersten Position (112) und der zweiten Position (114) berechnet wird; und/oder wobei ein Gewichtsreferenzwert (250) durch Multiplizieren einer zulässigen Masse des Gewichts (126) mit einem vorgegebenen Gewichtsfaktor berechnet wird; wobei der Anpassungswert (242) ferner unter Verwendung des Höhenreferenzwerts (230) und/oder des Gewichtsreferenzwerts (250) berechnet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine erste Durchschnittsfunktion (222), die einen ersten Zusammenhang zwischen dem Strom und der Höhe unter Annahme idealer Reibungsbedingungen definiert, unter Verwendung der Strommessdaten (202) und der Höhenmessdaten (204), die in der ersten und zweiten Testfahrt empfangen wurden, bestimmt wird; und/oder wobei eine zweite Durchschnittsfunktion (224), die einen zweiten Zusammenhang zwischen dem Strom und der Höhe unter Annahme idealer Reibungsbedingungen definiert, unter Verwendung der Strommessdaten (202) und der Höhenmessdaten (204), die in der dritten und vierten Testfahrt empfangen wurden, bestimmt wird; wobei der mindestens eine Parameter (208, 208a, 208b, 208c) der Kalibrierungsfunktion (210) unter Verwendung der ersten Durchschnittsfunktion (222) und/oder der zweiten Durchschnittsfunktion (224) berechnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei für jede Testfahrt eine Ausgangsfunktion (214), die einen linearen Zusammenhang zwischen dem Strom und der Höhe definiert, durch Verarbeiten der Strommessdaten (202) und der Höhenmessdaten (204), die in unterschiedlichen Zeitschritten in der jeweiligen Testfahrt empfangen wurden, bestimmt wird; wobei mindestens ein Parameter (226, 228) der ersten Durchschnittsfunktion (222) durch Bilden eines Mittelwerts aus einem Parameter (216, 218) der Ausgangsfunktion (214, 214a) für die erste Testfahrt und einem Parameter (216, 218) der Ausgangsfunktion (214, 214b) für die zweite Testfahrt berechnet wird; und/oder wobei mindestens ein Parameter (226, 228) der zweiten Durchschnittsfunktion (224) durch Bilden eines Mittelwerts aus einem Parameter (216, 218) der Ausgangsfunktion (214) für die dritte Testfahrt und einem Parameter (216, 218) der Ausgangsfunktion (214) für die vierte Testfahrt berechnet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 rückbezogen auf Anspruch 2, wobei ein erster Stromwert (232) durch Eingeben des Höhenreferenzwerts (230) in die erste Durchschnittsfünktion (222) berechnet wird; und/oder wobei ein zweiter Stromwert (234) durch Eingeben des Höhenreferenzwerts (230) in die zweite Durchschnittsfünktion (224) berechnet wird; wobei der mindestens eine Parameter (208, 208a, 208b, 208c) der Kalibrierungsfunktion (210) unter Verwendung des ersten Stromwerts (232) und/oder des zweiten Stromwerts (234) berechnet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein auf die Höhe bezogener Parameter (208, 208a) der Kalibrierungsfunktion (210) berechnet wird, um einen Höhenkalibrierungswert (206, 206a) als den Kalibrierungswert (206) zu erhalten; und/oder wobei ein auf das Gewicht (126) bezogener Parameter (208, 208b) der Kalibrierungsfunktion (210) berechnet wird, um einen
Gewichtskalibrierungswert (206, 206b) als den Kalibrierungswert (206) zu erhalten; und/oder wobei ein auf den Strom bezogener Parameter (208, 208c) der Kalibrierungsfunktion (210) berechnet wird, um einen Stromkalibrierungswert (206, 206c) als den Kalibrierungswert (206) zu erhalten.
7. Verfahren nach Anspruch 6 rückbezogen auf einen der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Höhenkalibrierungswert (206, 206a) durch Bilden eines Mittelwerts aus einem auf die Höhe bezogenen Parameter (226) der ersten Durchschnittsfunktion (222) und einem auf die Höhe bezogenen Parameter (226) der zweiten Durchschnittsfunktion (224) erhalten wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 rückbezogen auf Anspruch 5, wobei der Gewichtskalibrierungswert (206, 206b) durch Dividieren einer Differenz aus dem ersten Stromwert (232) und dem zweiten Stromwert (234) durch einen eine aktuelle Masse des Gewichts (126) anzeigenden Gewichtswert (238) erhalten wird; und/oder wobei der Stromkalibrierungswert (206, 206c) durch Subtrahieren eines Produkts aus dem Höhenkalibrierungswert (206, 206a) und dem Höhenreferenzwert (230) vom ersten Stromwert (232) erhalten wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8 rückbezogen auf Anspruch 2 oder 5, wobei der Höhenkalibrierungswert (206, 206a) mit dem Höhenreferenzwert (230) multipliziert wird, das resultierende Produkt zum Stromkalibrierungswert (206, 206c) addiert wird und die resultierende Summe durch den Gewichtskalibrierungswert (206, 206b) dividiert wird, um einen Korrekturwert (246) zu erhalten; wobei der Anpassungswert (242) durch Addieren des Korrekturwerts (246) zum Gewichtsreferenzwert (250) berechnet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in jedem Zeitschritt geprüft wird, ob sich der Fahrkorb (104) mit konstanter Geschwindigkeit bewegt; wobei zum Berechnen des mindestens einen Parameters (208, 208a, 208b, 208c) der Kalibrierungsfunktion (210) nur die Strommessdaten (202) und/oder nur die Höhenmessdaten (204) aus den Zeitschritten verwendet werden, in denen erkannt wird, dass sich der Fahrkorb (104) mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei weitere Steuerbefehle (252) zum Ansteuem des Elektromotors (110) erzeugt werden, sodass der Fahrkorb (104) mindestens eine fünfte und sechste Testfahrt durchführt, wobei der Fahrkorb (104) in der fünften Testfahrt von der ersten Position (112) in die zweite Position (114) und in der sechsten Testfahrt von der zweiten Position (114) in die erste Position (112) verfahren wird, wobei der Fahrkorb (104) in der fünften und sechsten Testfahrt nicht mit dem Gewicht (126) beladen ist; wobei weitere Strommessdaten (254), die den mittels der Strommessvorrichtung (124) beim Verfahren des Fahrkorbs (104) gemessenen Strom anzeigen, und weitere Höhenmessdaten (256), die die mittels der Höhenmessvorrichtung (122) beim Verfahren des Fahrkorbs (104) gemessene Höhe anzeigen, in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in der fünften und sechsten Testfahrt empfangen werden; wobei mindestens ein Parameter (208, 208a, 208b, 208c) der Kalibrierungsfunktion (210) unter Verwendung der weiteren Strommessdaten (254) und der weiteren Höhenmessdaten (256) neu berechnet wird, um mindestens einen aktualisierten Kalibrierungswert (206, 206a, 206b, 206c) zu erhalten; wobei der Anpassungswert (242) unter Verwendung des mindestens einen aktualisierten Kalibrierungswerts (206, 206a, 206b, 206c) neu berechnet wird.
12. Steuervorrichtung (120) für eine Aufzugsanlage (100), wobei die Steuervorrichtung (120) einen Prozessor umfasst, der konfiguriert ist, um das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
13. Aufzugsanlage (100), umfassend: einen Aufzugsschacht (102); einen Fahrkorb (104), der zumindest zwischen einer ersten Position (112) und einer zweiten Position (114) entlang des Aufzugsschachts (102) verfahrbar ist; ein Gegengewicht (106), das über Tragmittel (108) mit dem Fahrkorb (104) gekoppelt ist; einen Elektromotor (110) zum Antreiben des Fahrkorbs (104); eine Strommessvorrichtung (124) zum Messen eines Stroms, der durch den Elektromotor (110) fliesst; eine Höhenmessvorrichtung (122) zum Messen einer Höhe des Fahrkorbs (104) relativ zur ersten Position (112) und/oder zur zweiten Position (114); und eine Steuervorrichtung (120) nach Anspruch 12.
14. Computerprogramm, umfassend Befehle, die einen Prozessor bei Ausführung des Computerprogramms durch den Prozessor veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.
15. Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.
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